Geosense® VWS-2100 được thiết kế để đo ứng suất trong kết cấu bê tông. Thiết bị gồm có 2 chốt ở hai đầu và một dây thép căng ở giữa. Biến dạng trong bê tông là cho 2 chốt ở di chuyển tương ứng. Sức căng của dây cũng theo đố thay đổi làm thay đổi tần số cộng hưởng của dây.
Giới thiệu đầu đo ứng suất loại dây rung
TỔNG QUAN
Đầu đo ứng suất dây rung đo sức căng trong các loại kết cấu như thép, bê tông, dữ liệu đo được dùng để tính toán ra quy đổi ra các thông số liên quan như tải trong, biến dạng, ứng suất, áp lực.
Đầu đo loại hàn có thể cố định vào dầm thép chịu lực, mảnh hầm, thanh chống, tường vây trong khi loại chôn trong bê tông thích hợp thi công chôn trực tiếp và thường được sử dụng trong thí nghiệm cọc, đầm và cột bê tông chịu lực, mảnh hầm, móng bê tông. Dữ liệu có thể được đo bằng máy đo cầm tay hoặc kết nối với Datalogger đo tự động.
Gắn đầu đo vào kết cấu:
Tiêu chuẩn gắn cho đầu đo ứng suất dây rung:
+ Đầu đo ứng suất thép loại hàn: hàn, bơm vữa hoặc neo liên kết
+ Đầu đo ứng suất bê tông: chỉ có sẵn 2 mặt bích ở hai đầu
+ Đầu đo ứng suất thép spot: các bản hai đầu có thể được hàn hoặc gắn lên bề mặt kết cấu bằng vật liệu kết dính
+ Đầu đo ứng suất thanh cốt thép: tùy thuộc vào chiều dài khác nhau của thanh cốt thép mà được hàn hoặc buộc vào lồng cốt thép
LỰA CHỌN ĐẦU ĐO PHÙ HỢP
Nên dùng đầu đo loại nào để đo ứng suất trong bê tông?
Có hai loại chính thường dùng để đo ứng suất trong bê tông là đầu đo ứng suất bê tông và đầu đo ứng suất thanh cốt thép. Đầu đo ứng suất bê tông hãng GEOSENSE có sẵn với các kích thước 50mm, 150mm và 250mm trong đó loại tiêu chuẩn là 150mm và chiếm 90% thị phần, chúng được sử dụng trong lồng cọc, tường vây. Loại 250mm phù hợp cho lắp đặt trực tiếp trong bê tông khối lớn khi mà loại 150mm khi mà loại 150mm sẽ không thể đáp ứng được. Loại 50mm quá nhỏ trong hầu hết các dự án và có một số vấn đề về lắp đặt và độ chính xác nhưng trong những trường hợp đặc biết phù hợp ứng dụng và hai loại kia không phù hợp.
Đầu đo ưng suất cốt thép được hiệu chuẩn độc lập và có kết cấu bền bỉ hơn so với đầu đo ứng suất bê tông và tất nhiên giá thành thì cao hơn rất nhiều. Bất lợi duy nhất là kích thước nhưng phiên bản đặc biệt được sản xuất cho đáy cọc với neo một bên được thay thế bằng mặt bích.
Phân biệt đầu đo ứng suất cốt thép loại Re-bar và Sisterbar?
Dường như có vài nhầm lẫn về định nghĩa chính xác cho đầu đo ứng suất cốt thep loại rebar và sisterbar, vì vậy đây chỉ được coi là nhận định của tác giả về vấn đề này. Đầu đo ứng suất cốt thép Rebar có nhiều kích thước khác nhau để tương thích với nhiều thanh cốt thép có kích thước khác nhau sử dụng trong cọc, tường vây,.... Đầu đo cốt thép rebar được thiết kế đề hàn trực tiếp vào thanh cốt thép trong lồng gia cố để thay thế một đoạn cốt thép cùng kích thước. Đầu đo ứng suất cốt thép rebar lúc này được dùng để đo biến dạng của lồng gia cố bằng cách trở thanh một phần chịu tải của kết cấu.
Đầu đo ứng suất cốt thep sisterbar có hai loại kích thước điển hình là 12mm và 16mm được lắp đặt trong lồng sao cho nó không cố định theo cách mà nó đo biến dạng của thanh cốt thép gia cố mà sẽ đo biến dạng trong bê tông, Đầu đo ứng suất cốt thép sisterbar thường được cố định bằng dây buộc để giữ đầu đo cho đến khi đo xong bê tông. Khi đó biến dạng đo được của thiết bị sẽ tương đường với biên dạng của bê tông. Lý do mà hai loại 12mm và 16mm thường được sử dụng là chúng không có đủ tiết diện trong vùng đo để ảnh hưởng tới số đo biến dạng.
BIỆN PHÁP LÁP ĐẶT THIẾT BỊ
Có một vài phương pháp cho thấy hiệu quả khi lắp dặt cảm biến đo ứng suất dây rung như sau:
Một vài lưu ý:
+ Đầu đo ứng suất cần được giữ cần thận tránh làm cong hay làm rơi đầu đo
+ Đầu đo cần được dặt song song với phương của tải trọng
+ Để đo tải trọng dọc trục thì một loạt các đầu đo phỉa được lắp đặt xung quanh trục uốn
+ Toàn bộ thiết bị cần được bảo quản trong môi trường tránh ánh nắng mặt trời trực tiếp
+ Xác định vị trí mà đầu đo ứng suất phản ánh chính xác nhất các thông số cần đo.
+ Đánh dấu đầu đo và cáp tín hiệu rõ ràng chi tiết. Các bằng màu thường được dùng để xác định đầu đo đánh dấu vị trí lắp đặt.
Lắp đặt đầu đo ứng suất bê tông:
+ Đầu đo được gắn vuông góc với hai thanh phu lắp đặt.
+ Gắn thanh phụ lắp dặt vào thanh cốt thép và buộc chặt bằng dây hoặc lạt.
+ Dùng giấy màu đánh dấu vị trí lắp dặt
+ Đi tuyến cáp về vị trí thuận tiện nhất
.png)
Lắp đặt đầu đo ứng suất thép:
+ Chọn gá lắp đặt phù hợp cho việc lắp đặt bề mặt như hàn, liên kết bằng vữa và keo dính
+ Dùng thiết bị chuyển dụng để gắn bộ gá vào bề mặt kết cấu
+ Luôn luôn lắp đầu cuối không có rãnh của bộ gá trước khi hoàn thiện
+ Căng đầu đo theo quy trình chi tiết trong hướng đãn lắp đặt
+ Cần trang bị các lớp bảo vệ phù hợp chống hư hỏng và tránh ảnh hưởng của nhiệt tới đầu đo
Lắp đặt đầu đo ứng suất thép spot:
+ Cần mài và làm sạch bề mặt lắp đặt
+ Sử dụng đầu đo thích hợp
+ Luôn sử dụng đồ gá thích hợp trách làm hỏng đầu đo
+ Căng đầu đo theo quy trình chi tiết trong hướng đãn lắp đặt
Bảo vệ
Cần trang bị các lớp bảo vệ trách tiếp xúc cho đầu đo trách khỏi các tác động vật lý và nhiệt độ.
Thiết lập giá trị ban đầu sau khi lắp đặt
Thiết lập giá trị ban đầu sau khi lắp đặt ở khoảng đo trung bình trừ trường hợp có những yêu cầu kỹ thuật bắt buộc hay trường hợp bất khả kháng.
VẬN HÀNH
Đơn vị kỹ thuật
Số đọc tần số và nhiệt độ của đầu đo ứng suất dây rung được đo/thu thập bởi máy đo cầm tay VWR1, MP12 hoặc thiết bị tương đương.
Bộ đo Nexus Geo cho phép tải hệ số thiết bị trực tiếp thông qua mang internet từ GeoHUB của Geosense hoặc nhập trực tiếp bằng tay để chuyển đổi từ số đọc thô sang đơn vị kỹ thuật.
Biện pháp xử lý khi phát sinh lỗi?
Hệ số đầu đo là gì?
Hệ số đầu đo tương đương với hệ số hiệu chuẩn mà có thể được áp dụng nhiều loại đầu đo ứng suất từ Foil gauge đến VW gauge. Tất cả đầu đo của Geosense hay đầu đo của các hãng khác thì luôn có hệ số đầu đo. Nếu không có hệ số đầu đo này số đọc của đầu đo sẽ không được sử dụng. Hệ số đầu đo dùng để chuyển đổi số liệu thô về số liệu kỹ thuật.
Đầu đo Geosense sẽ có hệ số lô của thiết bị. Một đầu đo từ lô thiết bị sẽ được mang đi hiệu chuẩn và đại diện cho cả lô thiết bị.
Có thể hiệu chuẩn cho từng đầu đo không?
Câu trả lời là có. Tuy nhiên chúng tôi tin rằng hệ số lô đã đủ để dùng trong các trường hợp thông thường là giải pháp tới ưu chi phí cho khách hàng.
Với đầu đo ứng suất lắp chìm trong bê tông chúng tôi tin rằng loại có gá để hàn sẽ có độ tin cây cao hơn loại không có.
Ý nghĩa của số liệu đo được?
Số đo từ các đầu đo loại dây rung có hai dạng là:
Tần số – Hz
Bình phương của tần số / 1000 – Hz2/103
Đơn vị của số đo sẽ được hiển thị trên máy đo được hãng cung cấp.
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ thay đổi có thể gây nên thay đổi về biến dạng hoặc sưc căng, hầu hết các loại vật liệu đều giãn ra hoặc co lại theo nhiệt độ tùy theo hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu đó. Trong nhiều trường hợp có thể gây ra biến dạng lớn, đặc biệt là kết cấu thép cần xem xét kỹ khi phân tích dữ liệu đo.
Những nơi dự kiến có sự thay đổi lớn của nhiệt độ nên được lắp đặt thêm cảm biến đo nhiệt độ.
Tất cả đầu đo ứng suất của Geosense đều được trang bị cảm biến đo nhiệt độ để theo dõi nhiệt độ dùng để hiệu chuẩn dữ liệu khi tính toán.